Redis缓存穿透,缓存击穿,缓存雪崩原因及解决方案

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Redis缓存穿透,缓存击穿,缓存雪崩原因及解决方案
废话不多说，直接上代码

Redis 缓存穿透

• 缓存穿透的概念很简单，用户想要查询一个数据，发现 redis 内存数据库没有，于是向持久层数据库查询。当用户很多的时候，缓存都没有命中，于是都去请求了持久层数据库。这会给持久层数据库造成很大的压力，这时候就出现了缓存穿透。

缓存穿透的两种解决方案：

布隆过滤器

• 布隆过滤器是一种数据结构，对所有可能查询的参数以 hash 形式存储，在控制层先行校验，不符合则丢弃，减小了对底层存储系统的查询压力。

缓存空对象

• 当持久层数据库未查询到时，即使返回的空对象也将其缓存起来，同时会设置一个过期时间，之后再访问这个数据将会从缓存中获取，保护了持久层数据库。

• 但是这种方法会存在两个问题：
  1、如果空值能够被缓存起来，这当中可能会有很多储存了空值的键。
  2、即使对空值设置了过期时间，还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，这对于需要保持一致性的业务会有影响。

Redis 缓存击穿

缓存击穿是当某个key在过期的瞬间，有大量的请求查询redis查不到而涌向持久层数据库的问题，会导使数据库瞬间压力过大。与缓存穿透的区别是，穿透是一直查redis查不到数据，而击穿是瞬间地查redis数据查不到，相同点都是会给持久化层数据库造成压力。
缓存击穿两种解决方案：
设置热点数据永不过期

从缓存层面来看，没有设置过期时间，所以不会出现热点key过期后产生的问题。

加互斥锁

使用分布式锁，保证对于每个key同时只有一个线程去查询后端服务，其他线程没有获得分布式锁的权限，因此只需要等待即可。这种方式将高并发的压力转移到了分布式锁，因此对分布式锁的考验很大。

缓存雪崩

• 缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效，也可能是redis集群全部宕机。大量的请求都涌向持久化数据库，数据库的调用量会暴增，造成数据库也会挂掉的情况。

• 其实集中过期，倒不是非常致命，比较致命的缓存雪崩，是缓存服务器某个节点宕机或断网。因为自然形成的缓存雪崩，一定是在某个时间段集中创建缓存，这个时候，数据库也是可以顶住压力的。无非就是对数据库产生周期性的压力而已。而缓存服务节点的宕机，对数据库服务器造成的压力是不可预知的，很有可能瞬间就把数据库压垮。

缓存雪崩三种解决方案：

Redis 高可用

这个思想的含义是，既然redis有可能挂掉，那我多增设几台redis，这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作，也就是搭建集群。

限流降级

这个解决方案的思想是，在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。

数据预热

数据加热的含义就是在正式部署之前，我先把可能的数据先预先访问一遍，这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。

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